探究實驗異常現(xiàn)象，開拓學(xué)生創(chuàng)新思維

黃華鋒

摘 要：以實驗為基礎(chǔ)是化學(xué)學(xué)科的重要特征之一，但影響化學(xué)實驗的因素是多元的。學(xué)生們在進(jìn)行實驗時經(jīng)常會觀察到一些意想不到的現(xiàn)象，很多教師和學(xué)生忽視異?，F(xiàn)象，認(rèn)為僅僅是自己的錯誤操作而已，然而很多實驗異常并不是偶然，而是必然，如果能夠有效地引導(dǎo)學(xué)生深入探究下去，不僅能培養(yǎng)學(xué)生實事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度，更能激發(fā)學(xué)生不斷探索，勇于創(chuàng)新的精神，從而提高其創(chuàng)造性思維品質(zhì)，并感悟知識，體驗快樂。

關(guān)鍵詞：異?，F(xiàn)象;探索;創(chuàng)新;主體性;科學(xué)性;差異性

著名教育家布盧姆曾經(jīng)說過，人們無法預(yù)料教學(xué)所產(chǎn)生的成果的全部范圍，但是沒有預(yù)料不到的成果，教學(xué)也就不成為一種藝術(shù)了。以實驗為基礎(chǔ)是化學(xué)學(xué)科的重要特征之一，但影響化學(xué)實驗的因素是多元的。學(xué)生們在進(jìn)行實驗時經(jīng)常會觀察到一些意想不到的現(xiàn)象，我們稱這為異常實驗現(xiàn)象。很多教師和學(xué)生忽視異?，F(xiàn)象，認(rèn)為僅僅是自己的錯誤操作而已，然而很多實驗異常并不是偶然，而是必然，如果能夠有效地引導(dǎo)學(xué)生深入探究下去，不僅能培養(yǎng)學(xué)生實事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度，更能激發(fā)學(xué)生不斷探索，勇于創(chuàng)新的精神。

一、異常實驗現(xiàn)象孕育著科學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)

化學(xué)史上很多發(fā)現(xiàn)都是來源于異?，F(xiàn)象的探究，其中氬的發(fā)現(xiàn)就是很典型的一個例子。早在1785年，卡文迪許在測定空氣的組成時，除去空氣中的O2N2，等已知氣體后，發(fā)現(xiàn)最后總是留下一個體積不足總體1/200的小氣泡。到了1892年，瑞利在測定氮氣密度時，從空氣中得到的氮氣的密度與氨分解得到的氮氣密度始終相差0.0064g/L，最后瑞利和拉姆賽共同研究后預(yù)測大氣中含有某種較重的求知氣體，經(jīng)反復(fù)實驗，他們終于發(fā)現(xiàn)了化學(xué)性質(zhì)極不活潑的惰性氣體——氬。

在現(xiàn)行的中學(xué)化學(xué)教材中安排的化學(xué)實驗，學(xué)生在實際操作中往往出現(xiàn)形形色色的異?，F(xiàn)象，實驗中異?，F(xiàn)象的出現(xiàn)，為師生提供了挑戰(zhàn)的機(jī)遇，師生可以重新創(chuàng)造條件認(rèn)識未知，合理提出假設(shè)，然后再另外設(shè)計實驗，驗證假設(shè)，使異常為正常，也可以運用已有的化學(xué)知識，合理地找出異常的原因。異常實驗現(xiàn)象是培養(yǎng)學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的絕好教材，它帶給學(xué)生的影響和感受是極其強(qiáng)烈的，有的甚至終生能忘。

二、異常實驗現(xiàn)象產(chǎn)生的原因

1、從試劑滴加順序?qū)ふ覍嶒灝惓Ｔ?/p>

實驗中各種試劑的加入一般而言有一定的順序，但是在學(xué)生自行設(shè)計實驗時往往會根據(jù)已有的經(jīng)驗，想當(dāng)然地設(shè)計一些特定的實驗步驟，但是有時往往會出現(xiàn)意想不到的結(jié)果。

例如在檢查Fe2+時很多同學(xué)設(shè)計了如下的步驟：在含有Fe2+的溶液中加入KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，然后再通入足量的C12，但實驗結(jié)果卻出乎大多數(shù)人的意料，該溶液中未出現(xiàn)預(yù)期的血紅色。后來經(jīng)學(xué)生再作對比試驗，以及查資料后證實，原來（SCN）2稱為擬鹵素，SCN—的還原性較強(qiáng)，通過足量的C1 2將SCN—氧化為（SCN）2自然不能生成血紅色的絡(luò)合物。

2、從試劑用量不同探究試驗異常原因

不同的濃度、用量的試劑與同一種物質(zhì)反應(yīng)有時結(jié)果不一定相同，因此試驗中的試劑用量、濃度都有一定的限度和范圍。有的學(xué)生做實驗時未按要求進(jìn)行，導(dǎo)致試驗出現(xiàn)異常。

例如，苯酚與溴水的反應(yīng)應(yīng)該是足量的苯酚溶液中滴加濃溴水，但有的學(xué)生未采用濃溴水，用稀溴水滴加，結(jié)果根本未出現(xiàn)白色沉淀，有的學(xué)生不按要求逐滴加到有白色沉淀為止，而是一下子加入大量濃溴水，結(jié)果觀察到的是四溴化物的黃色沉淀。

三、探究異常實驗現(xiàn)象的方法

探究異常實驗現(xiàn)象的方法有許多，比如查閱資料法、實驗法、實際參觀法等，但是運用實驗法中，最常用的就是控制變量法，控制變量法是實驗探究的重要方法之一。在化學(xué)中，經(jīng)常出現(xiàn)一個因素的變化與多個因素的變化有關(guān)的問題。運用控制度量法可以使一個因素的變化簡化為分別與各個單因素的變化有關(guān)的問題，逐一分析、解決，從而降低對異常實驗的分析難度。學(xué)生在做乙醛的性質(zhì)的分組實驗時，常會因為加入乙醛的用量不同，得到沉淀的顏色分別為黑、褐、紅三種，學(xué)生常為此百思不得其解，于是學(xué)生們利用控制變量法，設(shè)計了兩組對比試驗，研究異?，F(xiàn)象的原因。

四、異常實驗現(xiàn)象探究應(yīng)堅持的幾個原則

1、學(xué)生主體性原則

現(xiàn)代心理學(xué)的研究表明，人的心理發(fā)展是一個不斷自我建構(gòu)的結(jié)果，而不是外塑的結(jié)果?；瘜W(xué)實驗中要鼓勵學(xué)生獨立思考實驗過程中的問題，要引導(dǎo)學(xué)生不迷信權(quán)威，不迷信書本，允許并支持學(xué)生對實驗過程發(fā)表不同見解，并能對實驗過程中的異?，F(xiàn)象進(jìn)行積極的探究。

2、科學(xué)性原則

科學(xué)性是化學(xué)實驗的核心原則。無論是實驗原理、裝置設(shè)計、操作順序和方法都必須與化學(xué)理論知識一致，化學(xué)實驗設(shè)計的全過程必須科學(xué)、合理，所采取的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、實驗方法、實驗步驟等都應(yīng)以一定的理論依據(jù)為基礎(chǔ)。同時，實驗不僅是培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生觀察能力、實驗?zāi)芰Φ闹匾緩?，更是?xùn)練科學(xué)方法、養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度的有效途徑。

3、差異性原則

學(xué)習(xí)者是不同的人，正如馬克思指出：“人是一個特殊的個體，并且正是他的特殊使他成為一個個體?！痹诨瘜W(xué)實驗中，異?，F(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)及研究正是學(xué)生身上的創(chuàng)造火花的閃現(xiàn)。開放實驗室、開展后續(xù)實驗研究等是實現(xiàn)教學(xué)異步性的重要手段。允許學(xué)生用不同的時間、不同的方案去完成實驗，提供學(xué)生發(fā)展自己的潛力、獲得成功體驗的機(jī)會。

4、推陳出新原則

一個好的設(shè)計方案的立足之本就在于應(yīng)盡可能采用簡單的方法和裝置，用較少的步驟和藥品，在較短的時間內(nèi)完成效果明顯的實驗，對于異?，F(xiàn)象的分析和研究要敢于突破常規(guī)，設(shè)計獨特巧妙，有創(chuàng)造性地探究新思路、新觀點、新方法。通過多角度、多側(cè)面、多層次考慮問題強(qiáng)化學(xué)生的主體意識，提高其創(chuàng)造性思維品質(zhì)。從中感悟知識，體驗快樂。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊明全，《實施新課程中教學(xué)觀念與學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變》，河南教育出版社.

[2]唐力著，《現(xiàn)代中學(xué)化學(xué)優(yōu)化教學(xué)教程》，廣西大學(xué)出版社出版.